平娃隧道实施性施工组织设计.doc

平娃隧道实施性施工组织设计一、 工程概况本标段线路起讫里程：k39+820k43+646，线路长度3,826km，标段内隧道3座，双洞单向行车。其中，平娃隧道左线zk42+778zk43+640长862m，右线yk42+780yk43+641长861m，是本标段主要重点工程之一。隧洞最大埋深335m，属于深埋隧洞，不存在高地应力问题,洞内设单向纵坡，左线纵坡均为1.35%，左线纵坡均为1.338%，进出进口均采用端墙式洞门。隧道临夏端设置明洞。隧道设计速度80km/h，设计荷载公路-级。（一） 工程地质条件1. 地形地貌隧道穿越大夏河左岸一段河曲基岩山梁，隧址区属峡谷山地地貌单元。隧道北端进出口位于大夏河左一级阶地岸坡，自然坡度40左右，植被覆盖良好。南端进出口山坡坡面分崩积-坡积物覆盖，顶部基岩裸露，下部崩坡积堆积，自然岸坡4050。2. 地质构造平娃隧道隧址区无大的断裂构造，仅发育层面裂隙及细小切层节理、裂隙，宽度差小于5mm，裂隙充填岩石碎屑及泥质物，泥钙质弱胶结或无胶结，面多平直，延伸长短不一。隧址区地岩性主要为第四系坡积、岩积块(碎)石土（q4d1、q4c+d1）、下三叠系砂质板岩夹砂岩（t1）。第四系坡积、岩积块(碎)石土（q4d1、q4c+d1）：浅灰黄色，主要由碎石、块石及粉土混杂物组成，碎石、块石成分为板岩、砂岩等风化剥落碎块、碎屑，分选较差，磨圆度一般，粒径以615cm居多，手研搓微具有轻砂感，结构松散中密，属硬土。下三叠系砂质板岩夹砂岩（t1）：产状19565，砂质板岩，风化表面为黄褐色，新鲜面青灰色灰黑色，主要由泥石及少量娟云母等矿物组成，变余泥质结构，板状构造。3. 水文地质条件（1） 地下水类型隧址区内的地下水类型可分为基岩裂隙水和第四系孔隙潜水两种。基岩裂隙水主要靠大气降水补给，沿节理和裂隙下渗向大夏河排泄。孔隙性潜水赋存于第四系松散坡积、洪积层中，受大气降水补给，排泄以地表径流和蒸发为主，并下渗补给给基岩裂隙水。（2） 地下水影响预测通过隧址区工程地质调绘和水文条件分析推断：隧址区构造-水文地质单元简单，地下水赋存于第四系松散覆盖层及基岩裂隙等不连续结构面中，潜水流动方向由山脊流向河流。由于隧道穿越地层岩性种类少，地下水主要受岩性及节理、裂隙发育程度控制，其补给源主要为大气降水，设计预测隧道单线正常涌水量为250m/d。4. 隧道区围岩分级隧道区范围内无特殊岩性土分布。（1）洞口段地质条件平娃隧道临夏端段地表主要为坡积碎石土，厚度4-6m,基岩为下三叠系板岩夹砂岩,部分段为板岩、砂岩互层。板岩灰黑色，砂岩青灰色，板岩中厚层状结构，变余泥质结构，板理、层理发育，板岩单层厚度20-30cm，风化带板岩敲击易沿板理面开裂。砂岩中厚块状结构，单层厚度2030cm，层理发育，层面平整，岩石饱和单轴抗压强度22-25mpa,为较软岩。岩体中主要发育以下几组节理：9042，面平整，节理面紧闭，延伸长度100-200，频率4条/m。：10076，面平整，节理面紧闭，延伸长度100-200，频率4条/m。：3350，面平整，节理面紧闭，延伸长度100-200，频率4条/m。以上节理切层剪节理，其将板岩、砂岩切割成大小不等的菱形体。风化裂隙易沿节理面形成，使其完整性降低，岩体完整性系数kv=0.35,为破碎较破碎围岩；岩层总体产状19578，洞线走向sw249，洞线和岩层走向角度36，不利于围岩稳定，修正后的围岩基本质量指标【bq】=225，为级围岩。平娃隧道合作端地表为崩坡积块石碎石土，厚度24m，下覆基岩为下三叠系板岩夹砂岩，板岩中厚层-薄层状构造，变余泥质结构，岩石饱和单轴抗压强度22-25mpa，为较软岩。板理发育，板岩单层厚度15-30，层理发育，层面平整。节理主要有如下几组：8841，面平整，节理面紧闭，延伸长度100-200，频率4条/m；：10476，面平整，节理面紧闭，延伸长度100-200，频率4条/m；：3350，面平整，节理面紧闭，延伸长度100-200，频率4条/m。以上节理切层剪节理，其将板岩、砂岩切割成大小不等的菱形体。风化裂隙易沿节理面形成，使其完整性降低，岩体完整性系数kv=0.35,为破碎较破碎围岩；洞线走向sw249，和岩层走向小角度相交，不利于围岩稳定，修正的围岩基本质量指标【bq】=225，为级围岩。（2）洞身段地质条件平娃隧道洞身段岩体为下三叠系砂质（t1），局部段为板岩、砂岩互层。板岩为灰黑色-深灰色，砂岩青灰色，板岩为中厚层-薄层状构造，变余泥质结构，层理、板理发育，板面、层面平整，新鲜岩体板理面多具有光亮的丝绢光泽，板岩单层厚度2030，薄层厚度510，砂岩碎屑结构，中厚层块状结构，单层厚2030，层理发育，层面平整。岩石饱和单轴抗压强度22-25mpa，为较软岩。洞身段岩体中主要发育以下几组切层节理：9042，面平整，节理面紧闭，延伸长度100-200，频率4条/m；：10076，面平整，节理面紧闭，延伸长度100-200，频率4条/m，：3350，面平整，节理面紧闭，延伸长度100-200，频率4条/m。以上节理为切层剪节理，其将板岩、砂岩切割成大小不等的菱形块体，使岩体完整性降低，较破碎；洞线走向sw249，岩层产状19578，洞线和岩层走向小角度相交，不利于围岩稳定。围岩岩层陡倾，板岩和砂岩岩层组合呈软硬相间，岩层层间挤压强烈，层间滑动、揉皱、绕曲发育。再加上几道节理的切割，围岩整体性变差，在开挖施工过程中拱顶掉块、塌落和侧墙片帮问题十突出。局部段可能存在滴水、渗水现象。岩体整体完整系数kv=0.55，较破碎，洞身段最大埋深335m，不存在高地应力问题，修正的围岩基本质量指标【bq】=280，为级围岩。隧道洞身由、类围岩构成，构成类围岩的地层岩性为三叠系板岩夹砂岩，局部为板岩、砂岩互层。板岩灰黑色-深灰色，砂岩青灰色，板岩为中厚层-薄层状构造，变泥质结构，板理、层理发板面层面平整，围岩岩层陡倾，板岩和砂岩岩层组合成软硬相间，岩层层间挤压强烈，层间滑动发育。局部可能存在滴水、渗水或线状流水。围岩最大埋深335m，属于深埋隧洞。洞身类围岩集中在两端的洞口段，地表为含腐殖质坡积碎石土，基岩为下三叠系板岩夹砂岩岩层,板岩中厚层状构造，变泥质结构，板理、层理发育。平娃隧道左线、级围岩所占比例分别为85.2%、14.8%；右线、级围岩所占比例分别为90.6%、9.4%。围岩级别统计见表1。二、 施工队伍安排及任务划分安排一个施工队完成，驻地设置在平娃隧道兰州端隧道进口，该施工队安排左、右洞两个作业面同时施工，并掘进工作面拉开一定距离。该队伍设掘进工班、支护工班、衬砌工班（钢筋、防水、混凝土）、运输工班、综合保障工班、钢构件加工工班等六个工班。每个班人员配置采用24小时三班轮休制度，保证有足够的体力保证正常安全施工，严禁疲劳作业。施工队伍安排及任务划分情况见表2。工班任务划分表3。表1 平娃隧道左右线线围岩级别统计表左右线起止里程围岩级别修正的围岩质量指标【bq】长度（m）主要工程地质问题左线zk42+781zk42+885v225104进口地表为含腐殖质坡积碎石土，基岩为下三叠系板岩夹砂岩岩层,板岩中厚层状构造，变泥质结构，板理、层理发育zk42+885zk43+600 280715洞身围岩为三叠系板岩夹砂岩，局部为板岩、砂岩互层，围岩岩层陡倾，板岩和砂岩岩层组合成软硬相间，岩层层间挤压强烈，层间滑动发育zk43+600zk43+64022540出口端地表为，崩积块石碎石土，其成分为板岩、砂岩碎块碎屑，结构松散，具架空结构，基岩为下三叠系板岩夹砂岩，板岩中厚层-薄层状构造，变余泥质结构右线yk42+787yk42+83022543进口地表为含腐殖质坡积碎石土，基岩为下三叠系板岩夹砂岩岩层,板岩中厚层状构造，变泥质结构，板理、层理发育yk42+830yk43+590280760洞身围岩为三叠系板岩夹砂岩，局部为板岩、砂岩互层，围岩岩层陡倾，板岩和砂岩岩层组合成软硬相间，岩层层间挤压强烈，层间滑动发育yk43+590yk43+64122551出口端地表为，崩积块石碎石土，其成分为板岩、砂岩碎块碎屑，结构松散，具架空结构，基岩为下三叠系板岩夹砂岩，板岩中厚层-薄层状构造，变余泥质结构表2 平娃隧道施工队伍安排及任务划分情况表序号工区名称队伍名称人数担负主要施工任务1进口左线隧道施工2队240左线zk42+778zk43+640长862m2进口右线隧道施工2队右线yk42+781yk43+641长861m三、 机械设备配备施工设备作为生产力的重要要素，是施工企业生产的重要手段，是企业完成施工任务的重要物质基础。为保证本工程顺利开展，施工机械设备的配备显得至关重要。施工过程中必须按照工程进度计划编制设备配备计划以及设备的维修保养计划，确保设备运转正常。同时，要按照iso9001体系的要求，做好现场设备的管理，控制成本，做到在确保工程需要的前提下，提高设备的利用率。表3 平娃隧道工班任务分配及劳动力配置表施工队伍工班名称人数(个)担负主要任务隧道施工2队掘进工班60开挖等支护工班48管棚、小导管、锚杆、钢筋网、钢架安设，排水管，喷砼作业等衬砌工班60防水层、排水管、钢筋安装、衬砌、附属工程等运输工班32出碴、运输、调度、维修、保养等综合保障工班30风、水、电及其设备维修、保养，道路养护钢结构加工工班30各种钢结构加工及预制、存储、安装管理服务人员20队长、队总工及技术员，财务，测量员、实验员、库管员、安全员等小计240（一） 设备配备原则根据本工程建设规模大、设计标准高、施工质量要求严、施工难度大、科技含量高等特点和特殊的施工环境，为确保工程工期、质量和工艺要求，施工设备配置遵循科技含量高、性能优良、生产效率高、环保性能好、采用先进的机械设备原则进行设备组合匹配，使施工设备的配置充分体现先进性、适用性，配置数量以满足施工需要为前提，使用过程中充分挖掘设备的潜力，做到均衡生产，综合利用，降低机械使用成本。（二） 设备选型施工本着“实用先进、选型科学、着重工效、优化合理”的原则，布署开挖、运输、支护三条主作业线，供水、供风、供电及排烟、排水五条辅助作业线，主要以风动凿岩机进行分部开挖，工作效率高；侧卸装载机装碴，自卸车无轨运输，符合断面尺寸要求。各作业线综合机械化配套方案见表4。表4 各作业线综合机械化配套方案表分类作业线名称主要设备配套方案主作业线钻爆开挖作业线钻孔平台、yt28风动凿岩机、电风镐、挖掘机。装碴运输作业线zlc50c侧卸装载机、自卸车。支护作业线单、双液注浆机、压浆机、砼湿喷机、砼喷射机械手、管棚潜孔钻机、地质钻机。衬砌作业线液压模板衬砌台车、防水板台车、混凝土搅拌运输车、混凝土输送泵辅助作业线调压供水作业线变频调压供水系统。高压供风作业线电动压风机、高压风管。供电作业线变压器、内燃发电机、动力电缆、高压电缆。通风排烟作业线轴流通风机、隧道集尘器、通风管。排水作业线各种水泵组成泵站、排水管路超前地质预报tsp203系统、地质雷达（gpr）、红外探水仪、地质钻机（三） 设备配备根据实际施工需求，施工机械利用率最大化，该队伍合理配置机械满足“三条主要作业线”和“五条辅助作业线”施工要求。主要施工机械设备配备见附表5。四、 施工进度安排（一） 工期安排根据现场条件结合实际情况，我单位计划安排于2012年7月1日开工，2013年6月15日完工，即在约350个日历天内完成平娃隧道施工。工程工期安排如下。（二） 平娃隧道施工进度： 2012年7月1日开始至2013年6月15日完成；（三） 进度指标分析1. 正台阶开挖法施工进度指标分析台阶法开挖施工进度指标见表6。台阶法开挖循环时间为12h，每循环进尺1.5m，每天2个循环，日进尺3m。考虑月有效施工时间25天，月进尺75m。表5 投入平娃隧道施工的主要机械设备表设备名称型号进口工区合计电动空压机20m3/min66注浆泵yzb-8022管棚钻机金星900022地质钻机txu-10022挖掘机pc22022装载机zlc50c22自卸汽车eq3260g1010多功能作业台车简易自制44液压衬砌台车12m22风动凿岩机yt-283030风镐g104040高压双液注浆泵ztgz-60/12022砼喷射机tk50088砼运输车htm80466砼泵hbt6022轴流通风机2110kw22表6 台阶法开挖施工进度指标分析作业名称时间循环时间（h）123456789101112131415161718地质超前预报、测量放线0.5超前支护1.5上下台阶打眼2上下台阶装药起爆0.5通风排烟降尘0.5上台阶出碴2下台阶出碴1上下台阶初期支护4合计122. 台阶法（预留弧形核心土）施工进度指标分析台阶法（预留弧形核心土）开挖施工进度指标见表7。台阶法开挖循环时间为12h，每循环进尺1.0m，每天2个循环，日进尺2m，考虑月有效施工时间25天，月进尺50m。3. 衬砌施工进度指标分析衬砌施工进度指标分析见表8。衬砌一循环时间为48h，平均每2天完成1循环，台车长度9m，日进尺为4.5m，每个衬砌作业面每月理论进度为135m。考虑均衡施工，衬砌根据开挖支护进度安排施工。表7 台阶法（预留弧形核心土）开挖施工进度指标分析作业名称时间循环时间（h）1234567891011121314151617181920地质超前预报及施工测量测量0.5超前支护1.5上下台阶及弧形核心土部位打眼2上下台阶及弧形核心土部位装药起爆1通风排烟降尘0.5上台阶出渣2下台阶出渣1.5上下台阶初期支护3合计12表8 平娃衬砌施工进度指标分析表作业名称时间循环时间（h）4812162024283236404448铺设防水板8绑扎钢筋24涂脱模剂及台车就位4止水带及封头4浇筑混凝土12养生24拆模4说明：防水层铺设、绑扎钢筋超前、平行作业，不占工序时间。五、 临时设施及场地布置（一） 洞内临时设施洞内临时设施包括洞内高压电缆、照明线路、高压风水管路、通风管路及施工抽排水管等，高压风、水管及排水管布置在施工电力线的对侧。通风管布置拱部正中。（二） 施工用电在隧道进口设一座630kva变电站供洞外设备及洞内照明、施工用电，变电站配备两台内燃发电机组，以备停电应急。照明电压：作业地段不得大于36v，成洞和不作业地段可采用220v；成洞地段固定的电线路，应用绝缘良好的胶皮线架设。施工地段的临时电线路宜采用橡套电缆。电力线路均布置在其他管线的对侧。（三） 施工高压用风在进口设一座空压机站，每座空压机站根据洞内供风量大小安装6台20m3型电动空压机，向洞内提供高压风，空压机根据需风量分别启用，配合配电柜由阀门控制，隧道内选用200mm高压风管，风管连接处衬垫胶皮垫，防止漏风。管道安装注意事项：管道敷设要平顺，接头密封，凡有裂纹、创伤、凹陷等现象的钢管不能使用。空压机站设有总闸阀，在主管道上每隔100m装闸阀、三通各一个，每500m安设油水分离器一处，并定期放出管中聚积的油水。（四） 施工用水平娃隧道进口端靠近大夏河，经检测大夏河水满足施工用水条件。该部在洞口附近建150m3高压蓄水池一座，从大夏河引水至蓄水池，再用150mm管路供水至洞内，高压水管安装在高压风管上部，为满足施工用水水压要求，在管道进入洞内适当位置设管道增压泵。水池的出水管设总闸阀，洞内每隔100m安装闸阀、三通各一个，以便施工和维修。当水池与用水点自然水头超过所需水压时，在管道中安装内弹簧薄膜式减压阀，降低管道中水流压力。（五） 施工通风1. 隧道施工通风要求空气中氧气含量：按体积计不得低于20%。粉尘容许浓度：每立方米空气中含有10%以上游离二氧化硅的粉尘为2mg；含有10%以下游离二氧化硅的水泥粉尘为6mg；二氧化硅含量在10%以下，不含有毒物质的矿物性和动植物性的粉尘为10mg。一氧化碳：不大于30mg/m3。当施工人员进入开挖面检查时，浓度可为100mg/m3，但必须在30min内降至30mg/m3。二氧化碳：按体积计不超过0.5%。氮氧化物换算成二氧化氮（no2）为5mg/m3以下。隧道内气温不得超过28。隧道施工时，供给每人的新鲜空气量，不应低于3m3/min，采用内燃机械作业时，供风量不宜小于3m3/（minkw）。隧道开挖时全断面风速不小于0.15m/s，坑道内不小于0.25m/s。1. 风量计算（1） 施工通风计算参数正洞隧道内摩阻系数分别为0.0118。直径为1.3m的风管，管节长100m，百米漏风率为1.3%,管道内摩阻系数为0.019。洞内施工人员按80人计，隧道内均采用无轨运输。（2） 通风量计算按洞内允许最低风速计算风量q1=60va=600.15110=990(m3/min)v:洞内最小风速0.15m/s；a:正洞开挖最大断面面积，取110m2。按洞内最多人数计算风量洞内施工最多人员按80人计q2=3km=3801.2=288m3/min式中3：每人每分钟供的新鲜空气标准（m3/min）k:风量备用系数，取1.1-1.25，取1.2；m:同一时间洞内工作最多人数，取80人。按爆破时最多用药量计算风量q3=5gb/t=1708m3/ming:同时爆破的炸药用量，取290kgb:爆炸时有害气体生成量，岩层中爆破取35.35t:通风时间取30min按洞内内燃机功率计算风量各施工工区均采用无轨运输，洞内内燃机械产生较多的尾气污染空气，采用2台装载机装碴，工作功率300kw，洞内按3台自卸车计算（重车1台，空车2台），满载功率按132kw，空载功率按99kw计算，内燃机使用功率为额定功率的80%，需要风量为：q4=q0p80% =36630.8=1591m3/minq0柴油机单位功率所需风量指标，取3m3/kwp同时在洞内作业的柴油机额定功率总和，取663kw根据上述计算可知，理论计算所需最大风量为1708m3/min。根据各施工区施工长度并考虑风管漏风来计算所需最大风量。实际所需风机最小风量q机大于：qmax:计算最大需风量，取1708m3/min；:百米漏风率，取1.3%；l:通风最大长度，最长取862m；由此计算出各施工口所需最小风量1753m3/min。（3） 风压计算为保证把足够的风量送到工作面，并在出风口保持一定的风速，就要求通风机具有一定的风压，使其足以克服沿途所有阻力。通风机具备的风压为：空气密度，隧道海拔取2500m，即h=2.5km按=1.225exp(-h/10.7)=0.99kg/m3计。风管内平均风速20.8m/s。系统风压，为简化计算，取由此计算出所需风压为960pa。（4） 风机选择根据以上计算隧道各施工面均采用长管路压入式通风，隧道左右线进口分别配置290kwfds型隧道通风机通风。（六） 施工排水隧道顺坡排水时掌子面积水利用污水泵抽至已施工完毕的隧道两侧水沟排出洞外；反坡排水时采用洞内每500m设置固定泵站与工作面移动泵站相结合的方式，每个泵站配备两套抽水设施，一套工作一套备用，排水管采用150mm钢管，利用泵站采用机械接力抽排至洞外，排到洞外的污水经污水处理站处理达标后排放。（七） 隧道弃碴利用和弃置隧道进口弃碴场面积占旱地23.34亩，出口弃碴场占旱地面积33.67亩，各弃碴场弃碴前应先做好挡护，施工期间做好临时排水设施，避免造成水土流失和环保破坏，以便弃渣后恢复耕地。六、 主要工程项目的施工方案、方法及措施（一） 基本原则在保证围岩稳定或减少对围岩扰动的前提条件下，根据设计图纸开挖方法进行掘进,发现与设计地质不符时与设计单位联系,确定新的施工方法，并尽量提高掘进速度。在选择掘进方式时，一方面考虑隧道围岩地质条件及其变化，使围岩能保持稳定；另一方面考虑岩体的坚硬程度，既能保证掘进速度，又能减少对围岩的扰动，确保施工安全。施工中坚持先探后挖的施工原则，将超前地质预报纳入施工循环，不探明前方地质，不能开挖。同时本着稳定掌子面、及时闭合和加固地层的原则，相互补充，合理选择开挖方法。在隧道穿越断层破碎带及涌水地带时，按照“探水注浆开挖”施工循环，注浆与开挖交替进行，即注浆一段，开挖一段的方式施工。在不良地质地段，隧道主要施工顺序是：超前地质预报超前支护开挖初期支护仰拱开挖现浇排水沟浇注仰拱混凝土铺设防水材料拱墙二次衬砌。在施工中做到前一工序未按设计要求完成，后一工序不能开工。（二） 施工方案严格按“早预报、先治水、管超前、短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测，步步为营，稳步前进”的原则组织施工。根据隧道洞门地形、地质条件，隧道进、出口采用墙式洞门。进出口进洞前做好套拱及大管棚预支护。隧道按照新奥法原理组织施工，级围岩段采用正台阶法施工；级采用台阶法（预留弧形核心土）施工，风动凿岩机钻孔，非电毫秒雷管微差起爆，侧卸式装载机装碴，自卸车运送至弃碴场。隧道开挖后立即锚、喷、网支护，隧道进出口采用大管棚进洞，一般地段采用小导管、药包锚杆超前预支护，隧道iv级围岩系统锚杆采用22砂浆锚杆（带托板），隧道v级围岩系统锚杆采用有压注浆中空锚杆。监控量测作为施工组织设计的一个重要组成部分，监控量测工作必须紧接开挖、支护作业，按设计要求进行布点和监测，并根据现场情况及时进行调整或增加量测的项目和内容。量测数据及时分析处理，并将结果反馈到施工过程中。隧道进洞前核对地形及地质情况，确保进洞安全及洞口稳定，洞内分段仔细核对地质情况，如发现与设计资料不符，及时与设计单位联系，确定新的支护方式，确保施工安全。衬砌施工应贯彻仰拱先行的原则，仰拱填充与仰拱分开施做。二次衬砌采用拱墙一次整体式。在铺设防水板之前，应对初期支护的渗漏水情况进行检查，并采取埋管引排、局部注浆、背贴止水带止水等措施进行处理，防水板铺设采用作业台架。衬砌采用整体式模板台车泵送工艺施工。混凝土在洞外集中拌合，混凝土搅拌运输车运输。（三） 地质超前预报及预测地质超前预报采用tsp-203、瞬变电磁仪法探测、地质雷达（gpr）、超前探孔等超前地质预报的方法，各种方法由面到点、又粗到细、相互印证；各种方法施作位置可根据施工现场情况调整。超前地质预报是制定施工方案和设计注浆参数的主要依据，因此对地质情况必须准确地超前预报。施工中随时注意地层变化情况，探测出断层带的位置，超前预测预报节理走向等；推断工作面前方的地质构造、岩性、水源位置及水量大小；在接近富水地段时，采用超前钻孔得到断层的地质资料。同时采取有效的预先排水、排泥措施。防止突然涌水、涌泥现象发生，避免人员伤亡及设备毁坏事故发生。超前地质预报步骤:根据地勘报告提供的不良地质隧道段落，提前100200m，用tsp-203或地质雷达（gpr）进行初步探测，范围包括隧道开挖轮廓线外径向1020m以内的不良地质情况。对初步探测认为可能发生涌突水地段，提前2030m，用瞬变电磁仪法探测地下水情况。用物探方法初步判定前方有不良地质带时，采用钻孔探查验证，探孔长度3050m，保护段长度不小于5m。根据超前地质预报情况和探孔的出水情况，综合判定不良地质体位置、规模，确定处理方案。超前地质预报及处理措施施工工艺见图4。施工准备综合地质超前预报超前钻芯、取岩芯、测水压、分析涌水量判定注浆方法探孔有2/3以上满孔或总出水量大于15m3/h，判定有突泥涌水可能超前探孔的单孔出水量大于3m3/h，判定局部有涌突水的可能超前帷幕注浆超前局部注浆预注浆钻孔注浆注浆注浆效果判定达到注浆效果超前支护未达到注浆效果开挖初期支护防排水网络系统二次衬砌是是否图4 地质超前预报施工工艺（四） 主要工程项目的施工方法1. 开挖施工隧道施工开工前采用全站仪准确进行洞外导线测量,保证洞口位置标高准确,开挖中以激光导向仪控制开挖方向,激光限界仪控制开挖断面,确保中线准确,开挖断面符合设计。根据不同区段,不同围岩类别采用相应的开挖方案和施工工艺。(1) 明洞段开挖明洞采用明挖法开挖,与洞口拉槽同步施工。明洞开挖前，先沿边仰坡开挖边缘线外修筑截水天沟，同时，完成洞口的临时排水沟。洞口段的拉槽土石方，采用反铲挖掘机配合自卸汽车自上而下分层开挖，人工配合整修边坡。岩石地段采用松动爆破开挖，边仰坡采用预裂爆破。拉槽至设计标高后，采用推土机平整洞口场地，压路机压实，完成洞口三通一平和临时设施的布置。(2)边、仰坡防护明洞开挖与仰坡开挖同步进行。洞口段临时开挖边仰坡坡率为10.3，在洞顶按设计要求人工开挖并施作洞顶截水天沟和洞口地表排水沟。在完成洞口截、排水设施后进行洞口段施工。洞口段采用明挖方案施工。按照设计坡比人工配合挖掘机分层分段开挖，及时进行边仰坡防护。土方施工用挖掘机开挖，石方采用松动，挖掘机分层挖装，自卸汽车运输，人工辅助修坡。洞口拉槽至设计标高后，用推土机平整洞口场地，压路机压实。在做好边仰坡防护后，先施工隧道洞口段明洞和进洞大管棚超前支护结构，然后采用台阶法预留弧形核心土法进洞开挖施工。2. 套拱及洞门平娃隧道左线进口地质为坡积碎石土覆盖层，基岩为下三叠系板岩夹砂岩。进洞前对地表进行开挖清除部分地表土体工作，再进坡面支护、基础墙耳墙和套拱施工。具体施工工艺流程见图5。测量放样，标明需清除的山体 开挖清除部分地表土体坡面喷锚支护施工套拱工字钢钢拱架及导向管浇筑套拱混凝土钻孔，顶入管棚钢管管棚压浆图5：套拱施工工艺明洞及洞门衬砌的内模利用衬砌台车组拼，外模采用组合钢模，用钢管脚手架顶支加固，混凝土集中拌制，混凝土运输车运至现场，输送泵泵送入模。浇筑时对称进行，左右混凝土浇筑层之间高差不得大于50cm。待混凝土强度达到设计强度后，施做防水层及砂浆保护层后即进行回填，回填土采用山坡土两边对称分层回填，每层厚度不大于30cm，两侧回填高差不得大于50cm，回填至拱顶平齐后，即满铺分层向上填筑至设计高度，拱顶填土厚度不得小于150cm。拱顶以下采用气夯进行夯实作业。隧道洞门、明洞施工工艺框图见图5-3-6。3. 级围岩、洞口浅埋段开挖洞身级围岩、洞口浅埋段采用预留弧形核心土台阶法开挖，上下台阶上台阶长35m，下台阶长度开挖长度小于15m。施工顺序示意见图5-3-7。开挖循环进尺1.0m，一天两个循环。v级围岩掘进作业循环时间见表5-3-8。合格合格不合格合格测量放线挖洞门基础报验立模报验模板台车就位模板台车定位测量复查报验拱墙部混凝土施工拆模、养生边墙基础混凝土施工混凝土制备混凝土制备测量放线挖明洞仰拱及基础报验绑扎钢筋立模报验仰拱及边基混凝土施工钢筋预制混凝土制备回填及坡面处理防水层施作合格不合格不合格不合格合格不合格图5-3-6 隧道洞门、明洞施工工艺框图图5-3-7 级围岩开挖施工顺序示意图表5-3-8 掘进作业循环时间表作业项目时 间 (h)123456789101112测 量超前支护开挖及出碴初期支护说明：级围岩开挖支护循环时间为12h，循环进尺1.0m,日循环两次。开挖前，对隧道拱部采用超前小导管和药卷锚杆加固围岩，然后在拱部有效超前支护下进行洞身开挖。开挖以人工风镐开挖为主，辅助采用局部松动爆破。施工顺序：超前支护施工人工风镐开挖上台阶弧形导坑（1-1），预留核心土弧形开挖）上导坑拱部初期支护（）上台阶核心土开挖（1-2）下导坑左右边墙开挖（2-1；留核心土）下导坑左右边墙初期支护下导坑核心土开挖（2-2）下导坑仰拱初期支护（）、衬砌（）施工全断面二次衬砌施工（）。4. 级围岩开挖洞身级围岩采用台阶法开挖，上下台阶洞口段长1520m，采用预裂爆破，开挖施工顺序示意见图5-3-9，钻爆设计见图5-3-10，紧急停车带开挖施工顺序示意见图5-3-11。开挖循环进尺1.52.0m左右，一天两个循环，级围岩掘进作业循环时间见表5-3-12。图5-3-9 级围岩开挖施工顺序示意图图5-3-10 级围岩钻爆设计图表5-3-12 级围岩掘进作业循环时间表序号工序时间（h）1234567891011121测量放线0.52钻孔23装药14爆破通风排危0.55出渣36初喷砼17支设拱架18锚杆钢筋网19补喷砼2说明：级围岩开挖支护循环时间为12h，循环进尺1.5m,日循环两次。级围岩施工顺序：钻爆法开挖上断面（1）上断面拱部初期支护（）下断面开挖（2）下断面边墙初期支护及下断面仰拱衬砌施工（）全断面二次衬砌施工（）。钻爆设计参数：、炮眼深度，围岩掘进眼l=1.4m，掏槽眼l=1.6m；炮孔直径，光爆眼35mm，其余炮眼为42mm；周边眼间距， e=45cm；周边炮眼预留层厚度， w=75cm：周边眼径向不耦合系数，k=炮孔直径/药卷直径=35/20=1.75，掏槽形式，采用楔形掏槽；单位岩石炸药消耗量为1.101.30kg/立方。紧急停车带围岩施工顺序：上台阶左侧壁开挖（1）上台阶左侧施工支护（）及右侧临时支护（右侧喷砼10cm）上台阶右侧壁开挖（2）上台阶右侧施工支护（）下台阶左侧开挖（3）下台阶左侧施工支护（）下台阶右侧开挖（4）下台阶右侧施工支护（）仰拱整体施作（）全断面二次衬砌施工（）。（1） 洞口开挖洞口开挖时，先进行套拱位置掏槽开挖，预留核心土，施工套拱及管棚注浆。在管棚施工完成并达到强度后，主洞开挖前再开挖核心土。 先测量放线，根据轮廓先做洞顶截水天沟、边坡排水沟及地表处理，确保边仰坡稳定。 洞口土石方开挖：土方用反铲挖装，石方用风钻打眼弱爆破，装载机装碴，自卸汽车运碴。自上而下分层开挖，分层高度23米。（2） 明洞及边坡施工（3） 暗洞进口施工边仰坡支护完成后，测设隧道洞口位置，并划出开挖轮廓线，在拱部范围内打设89超前大管棚注浆加固岩体，紧靠岩壁架设1榀型钢钢架支撑并与管棚焊接成整体，保证进洞施工时安全。开挖采用台阶法预留弧形核心土法施工，并按设计要求做好支护结构。进洞前完善洞口的截、排水设施，并提前对洞顶沟、坑等凹处进行夯实填平，以防雨水造成进洞施工困难。在进洞施工中实行超前大管棚预注浆支护，严格按侧壁导坑法开挖支护，遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、快封闭、勤量测、紧衬砌”的施工原则，及时施作初期支护，尽量减少围岩暴露时间，确保洞口施工安全。加强围岩量测，并通过量测数据的分析和判断，及时反馈指导施工，修改支护参数，确保围岩结构的稳定。5. 隧道开挖施工中，坚持“岩变我变，因地制宜”的原则，采取合理的施工方案，确保施工进度及安全施工。采用简易凿岩台架风枪钻爆作业。开挖后必须及时支护，避免围岩长时间暴露，根据量测结果适时施作二次衬砌。隧道围岩大部分、级，洞口段、断层破碎带地段及部分洞身浅埋地段为级，岩性主要为砂岩。隧道开挖根据不同的围岩级别和隧道断面大小分别采用不同的开挖方法。隧道按照新奥法原理组织施工，级围岩、停段采用台阶法施工；级围岩采用台阶法（预留弧形核心土），风动凿岩机钻孔，非电毫秒雷管微差起爆，侧卸式装载机装碴，自卸车运送至弃碴场。隧道左右线从进口端向出口端掘进施工，左右线开挖面施工错开一定的安全距离，当隧洞接近贯通时，应加强联系、统一指挥，时时观测围岩稳定情况，并采取浅眼低药量控制爆破，直到贯通（1） 钻爆设计级围岩、停段采用上下正台阶法钻爆施工。根据围岩情况，台阶长度满足机具正常作业要求，台阶法采用风动凿岩机钻孔。每次开挖进尺根据围岩情况而定。开挖主要采用光面爆破掘进作业，严格控制超欠挖，尽量减小扰动围岩。在施工中根据光面爆破设计结合现场地质情况进行爆破试验，不断修正爆破参数，达到最优爆破效果，开挖后及时完成初期支护。采用水压光面爆破，水压光面爆破即采用与光面爆破相同的设计、药量计算、起爆方法和起爆技术，仅在装药结构、孔口封堵环节有所区别。爆破机理：向炮眼中一定位置注入一定量的水，炮口用专业设备加工成的炮泥填塞。由于炮眼中有水，在水中传播的冲击波对水不可压缩，爆炸能量无损失地经过水传递到炮眼周边围岩中，这种无能量损失的应力波十分有利于岩体破碎，此外，还会产生“水楔”效应，更有利于岩体破碎，同时水又会大大降低粉尘对环境的污染。装药结构及封堵：周边眼采用孔径不偶合装药法，利用空气达到间隔装药，导爆索连接，确保周边眼炸药起爆后衍生的切线方向的拉应力大于两个炮眼连线方向上围岩的抗拉强度，使光爆层内岩石被拉断形成贯穿裂缝及光爆面。掏槽眼及辅助眼内采用孔底或孔口注水，连续装药的装药方法，孔口采用炮泥填塞紧密。爆破要求：结合设计文件及施工规范的要求，爆破效果需满足：炮眼利用率大于90；半眼痕保存率大于80（整体性良好的坚硬岩石）；爆破后围岩面应圆顺平整，无欠挖，平均线性超挖面不超过20cm，且围岩面上无粉碎岩石和明显裂隙，以减少对围岩的施工扰动。周边眼间距e、最小抵抗线w周边眼间距e是直接控制开挖轮廓面平整度的主要因素，借助于经验公式ekid，一般情况下e=(812)d（d为炮眼直径）；根据经验抵抗线w（1.01.5）e。初步设计炮眼间距e=500mm，炮眼直径d=35mm，最小抵抗线w=65mm，满足对e、w值的要求，施工过程根据爆破效果和具体岩层适当调整。周边眼每米装药长度l、装药集中度ql=2m2.8c/(v00)1.4l1.4满足条件：每米装药长度l的精度达到0.005m；m:不耦合系数,md/d35/251.4；0:炸药密度，采用2岩石炸药，00.95g/cm3；c:岩石抗压强度，弱风化砂岩，c140mpa=1400kg/cm3；v0:标准状态下，每克炸药生成气体的体积，查表取8000cm3/g；q（d2/4）0l3.22/40.950.02610.2kg/m；符合2岩石炸药对装药集中度q值的经验值范围。炮眼数量n的确定炮眼数量计算根据下列公式计算：n=s0/e+cs=222(个)s0：开挖面周长（m）；e：周边眼间距（m）；c：掏槽眼和扩大眼系数，中硬岩取1.5（m）；s：开挖隧道断面积（m2）；实践证明，该公式求得炮眼数量偏小，n取值在233个。每循环装药量qq=qvq：单位岩石炸药用量，根据经验0.91.2kg/m3。v：单循环爆破岩石体积（m3）。按此公式计算，q=289.2kg。各炮眼药量分配:围绕水压爆破关键技术，遵循药包对殉爆距离的要求，通过多个循环爆破效果对比分析，优化炮眼中上部注水长度与炮泥回填堵塞长度的最佳比例，后对各部位炮眼进行药量分配，掏槽眼及底眼采用大直径药卷，连续装药；辅助眼及内圈眼采用大直径药卷，连续装药，其装药量按照递减的原则进行分配；周边眼采用小直径药卷，各炮眼装药量详见钻爆设计图。水袋安装:往炮眼中注水的方法为采取普通塑料袋灌注水工艺，即利用自动灌水、自动封口的水袋封口机现场加工水袋，长度20cm/个，调整封口温度，以130150为宜，要求水袋封口后不泄不漏、灌填饱满。炮眼堵塞:堵塞作用是使炸药在受约束条件下能充分爆炸，以提高能量利用率，堵塞长度因炮眼不同而不同。最小堵塞长度不小于20cm。采用炮泥机现场加工炮泥，要求堵塞密实，不能有空隙或间断。爆破器材:炸药采用2岩石销铵炸药，周边眼采用25mm小药卷，其它采用20cm长，直径32mm标准药卷，每卷0.15kg炸药;雷管：孔外采用火雷管引爆，连接件及孔内均采用非电毫秒雷管（1、3、5、7、9、11、13段、15段、17段、19段），共10种段别。导火索：火雷管采用导火索引爆。导爆索：周边眼采用导爆索不耦合装药。装药结构:掏槽眼和底眼采用反向起爆，“封口机”自动灌水，自动泥封口。周边眼采用间隔不耦合装药结构，炮泥封口，装药结构见图14。图14 水压爆破装药结构示意图装药连线网路:装药时，每2人一组，分片按照钻爆设计图确定的装药量自上而下进行装药，起爆网路采用复式联结网路，每一簇即“一把握”，导爆管在自由端15cm以上处，安装2个引爆雷管，各簇导爆管在自由端10cm以上处安装2各引爆火雷管，各联结均采用黑胶布包扎，以保证起爆的可靠性和准确性。联结时应注意：导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数应相同；网路连接好后，要有专人负责检查。炮眼布置原则:掏槽炮眼布置在开挖断面的中部采用直眼掏槽，炮眼方向在岩层层理或节理明显时，不得与其平行，应呈一定角度并尽量与其垂直。周边炮眼沿设计开挖轮廓线布置，以保证爆出的断面符合设计要求。辅助眼交错均匀布置在周边眼和掏槽眼之间，力求爆下的石碴块度适合装碴的需要。周边眼与辅助眼的眼底应在同一垂直面上，以保证开挖面平整，但掏槽炮眼应适当加深10-20cm。炮眼布置数量视隧道开挖断面的大小和围岩情况而定。控制要点:采用光面爆破技术和微震控制爆破技术，严格控制装药量，以减小对围岩的扰动，控制超欠挖，控制洞碴粒径以利于挖堀装载机装碴。隧道开挖每个循环都要进行施工测量，控制开挖断面，在掌子面上用红油漆画出隧道开挖轮廓线及炮眼位置，误差不超过5cm。并采用激光准直仪来控制开挖方向。钻眼必须按设计指定的位置进行。钻眼时掘进眼保持与隧道轴线平行，除底眼外，其它炮眼口比眼底低5cm，以便钻孔时的岩粉自